繪制世界上第一張大豆圖形結(jié)構(gòu)泛基因組，發(fā)現(xiàn)并克隆小麥抗赤霉病關(guān)鍵基因，解析昆蟲激素介導(dǎo)小菜蛾Bt抗性機(jī)制，總結(jié)中國和歐洲兩種農(nóng)作物間套作增產(chǎn)模式……11月19日，2021中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)展高峰論壇暨中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展論壇發(fā)布會(huì)在北京舉行。會(huì)上中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長吳孔明發(fā)布了2021中國農(nóng)業(yè)科學(xué)重大進(jìn)展報(bào)告。

    據(jù)吳孔明院士介紹，10項(xiàng)重大進(jìn)展主要涵蓋了包括基因組學(xué)、重要功能基因解析、重大病蟲害災(zāi)變機(jī)制、動(dòng)物胚胎發(fā)育、動(dòng)物新冠病毒感染和傳播、作物栽培耕作等研究領(lǐng)域。這些研究為主要農(nóng)作物的分子設(shè)計(jì)育種和綠色高效品種選育、生豬育種、培育新型廣譜抗病毒作物、研發(fā)新冠肺炎疫苗、研制Bt生物技術(shù)產(chǎn)品提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)科技由局部創(chuàng)新向“自主基因、自主技術(shù)、自主品種、自主產(chǎn)品”的整體性跨越。體現(xiàn)了我國在作物、園藝、獸醫(yī)等學(xué)科領(lǐng)域的領(lǐng)跑地位。

    十大進(jìn)展包括：

    1 發(fā)現(xiàn)水稻產(chǎn)量和氮肥利用協(xié)同調(diào)控新機(jī)制

    該研究由中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所傅向東研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)了氮高效利用關(guān)鍵基因NGR5。NGR5是赤霉素信號(hào)途徑的新組分，可以整合赤霉素信號(hào)與氮信號(hào)提高水稻產(chǎn)量和氮肥利用效率，為高產(chǎn)和氮高效作物分子設(shè)計(jì)育種提供了理論和技術(shù)支撐。

    2 找到小麥抗赤霉病主效新基因

    該研究由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)孔令讓團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，首次從長穗偃麥草克隆了由真菌水平轉(zhuǎn)移的主效抗小麥赤霉病基因Fhb7，揭示了其抗病分子機(jī)理和遺傳機(jī)理，為解決日益嚴(yán)重的小麥抗赤霉難題提供了寶貴的種質(zhì)資源。

    3 揭示豆科植物根瘤發(fā)生的分子調(diào)控機(jī)理

    該研究由中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心王二濤團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)皮層細(xì)胞中SHR-SCR干細(xì)胞分子模塊是豆科植物形成根瘤的關(guān)鍵。該研究回答了“為什么豆科植物能與根瘤菌共生固氮”這一科學(xué)問題，為提高豆科植物固氮效率和非豆科植物共生固氮奠定了理論基礎(chǔ)。

    4 首次繪制大豆圖形結(jié)構(gòu)泛基因組

    該研究由中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所田志喜研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，首次構(gòu)建了植物圖形結(jié)構(gòu)泛基因組，挖掘到大量利用傳統(tǒng)基因組不能鑒定到的大片段結(jié)構(gòu)變異，為海量重測序數(shù)據(jù)提供了一個(gè)全新的分析平臺(tái)，該項(xiàng)工作被專家稱為“基因組學(xué)的里程碑工作”。

    5 構(gòu)建高雜合二倍體馬鈴薯基因組圖譜

    該研究由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因研究所黃三文研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，首次組裝了雜合二倍體馬鈴薯基因組，揭示了雜合基因組內(nèi)豐富的遺傳變異以及有害突變的分布模式，為二倍體馬鈴薯自交衰退等生物學(xué)研究和分子設(shè)計(jì)育種提供了基因組學(xué)基礎(chǔ)。

    6 揭示植物莖尖廣譜抗病毒免疫機(jī)制

    該研究由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)趙忠教授團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，首次發(fā)現(xiàn)植物干細(xì)胞中存在一個(gè)廣譜抗病毒免疫的關(guān)鍵蛋白—WUSCHEL，能夠響應(yīng)病毒入侵，有效阻斷病毒復(fù)制和侵染。該研究回答了為什么大部分病毒不能侵染植物莖尖組織的機(jī)制，對(duì)于培育新型廣譜抗病毒作物提供了新的技術(shù)策略。

    7 首次解析豬早期胚胎的染色質(zhì)三維構(gòu)象

    該研究由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所王彥芳團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國科學(xué)院北京基因組研究所（國家生物信息中心）張治華團(tuán)隊(duì)，首次揭示了豬不同來源的胚胎在早期發(fā)育過程中染色質(zhì)三維構(gòu)象的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，闡明了染色質(zhì)三維構(gòu)象在豬早期胚胎發(fā)育中的關(guān)鍵作用。該研究不僅加深了對(duì)豬早期胚胎發(fā)育的認(rèn)知，也為提高豬的胚胎工程效率奠定了理論基礎(chǔ)。

    8 揭示不同動(dòng)物對(duì)新冠病毒易感性差異

    該研究由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所步志高研究員團(tuán)隊(duì)、陳化蘭院士團(tuán)隊(duì)和中國CDC病毒病預(yù)防控制所合作，發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2在豬、雞和鴨中不能復(fù)制，在犬中復(fù)制能力較弱，但在雪貂和貓等呼吸道高效復(fù)制。該研究為新冠聯(lián)防聯(lián)控及宿主溯源提供了重要科學(xué)依據(jù)，為新冠肺炎疫苗、抗體和抗病毒藥物的研發(fā)評(píng)價(jià)，新冠病毒感染、傳播、致病與免疫機(jī)制的基礎(chǔ)研究提供重要手段。

    9 解析昆蟲激素介導(dǎo)小菜蛾Bt抗性機(jī)制

    該研究由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所張友軍研究團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，首次發(fā)現(xiàn)昆蟲激素含量升高導(dǎo)致小菜蛾對(duì)Bt殺蟲蛋白產(chǎn)生高抗性，揭示了經(jīng)典的昆蟲激素可以參與昆蟲Bt抗性的新功能及其分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。該研究對(duì)重大農(nóng)業(yè)害蟲Bt抗性進(jìn)化的監(jiān)測預(yù)警和綜合治理，以及Bt生物技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)具有重要的理論和實(shí)踐意義。

    10 全球農(nóng)作物間套作種植模式的增產(chǎn)效應(yīng)

    該研究由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)國家農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展研究院張福鎖院士團(tuán)隊(duì)與荷蘭瓦赫寧根大學(xué)合作，系統(tǒng)研究了全球農(nóng)作物間套作的作物搭配、時(shí)空配置及養(yǎng)分投入等管理措施對(duì)增產(chǎn)效應(yīng)的貢獻(xiàn)，總結(jié)出分別適合在中國（高產(chǎn)玉米與其他作物糧食作物與玉米間作）和歐洲（矮谷物與豆科混作）廣泛應(yīng)用的兩種不同增產(chǎn)模式。兩種間套作模式不僅能滿足低投入農(nóng)業(yè)的生態(tài)目標(biāo)，也是高投入農(nóng)業(yè)中保障糧食安全的有效途徑。

    新京報(bào)記者 周懷宗

    編輯 張樹婧 校對(duì) 王心